專利名稱：改進的液面檢測測量儀組件及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測儲罐或類似容器內(nèi)的液面的測量儀組件，并且涉及一種用于安裝這種測量儀組件的改進的、方便的方法。
背景技術(shù)：
使用各種各樣的裝置來測定儲罐或其他這種容器內(nèi)的液面并提供該液面的指示。但是，目前廣泛使用的工藝技術(shù)還不能滿足檢測容放有石油產(chǎn)品或其他揮發(fā)性液體的儲罐的液面的特定需求。
諸如原油和汽油的石油產(chǎn)品含有粘性成分，這種粘性成分易于涂敷在它們接觸的表面上。這有效地排除了用于檢測液面的可見液面計的使用。這種液體的揮發(fā)性也使得利用電子液面檢測器械進行檢測更加危險或者存在問題。
過去使用浮子液位測量儀來測量石油類產(chǎn)品的液面。這種測量儀公開在授予Bennett的美國專利3,482,447中。該裝置包括一個與內(nèi)部滾筒同步的模擬量規(guī)。連接于浮子件的規(guī)線卷繞在滾筒上。滾筒由一個長形的卷簧沿第一轉(zhuǎn)動方向偏移，這保持規(guī)線張緊。隨著浮子件響應(yīng)儲罐中的液面而升高或下落，模擬顯示器反映滾筒的合成轉(zhuǎn)動。公開在授予Webb的美國專利5,144,836中的另一種機械流體液面測量儀有利地設(shè)計為使得安裝時間最小同時在運行中的儲罐上進行工作，并且安裝后可以快速容易地校準(zhǔn)以反映儲罐中的液面。這些測量儀使用了模擬鐘式顯示器，該模擬鐘式顯示器具有用于指示英寸的第一指針和用于指示英尺的第二指針。公開在Webb的專利中的測量儀由于其優(yōu)點和可靠的機械設(shè)計獲得巨大的商業(yè)成功。但是，隨著電子尤其是數(shù)字電子技術(shù)的逐漸應(yīng)用，需要電子地檢測這種儲罐中的液面。特別地，很明顯在先技術(shù)需要這樣一種液面測量儀，它便于安裝，它可以快速反映它所在儲罐中的液面，它機械結(jié)構(gòu)簡單并且制造便宜，它保護環(huán)境防止從儲罐蒸發(fā)，并且它還可以和電子控制系統(tǒng)兼容使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于便于安裝、可以快速反映它所在儲罐中的液面、機械結(jié)構(gòu)簡單并且制造便宜、保護環(huán)境防止從儲罐蒸發(fā)、并且還可以和電子控制系統(tǒng)兼容使用的液面測量儀的系統(tǒng)和方法。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述和其他目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的測量儀組件包括一個外殼；一個浮子件；一個連接于浮子件的細(xì)線；一個可轉(zhuǎn)動地安裝在外殼內(nèi)的線軸件，該線軸件用于放出細(xì)線；位于外殼上的模擬指示裝置，用于顯示對應(yīng)于線軸件的轉(zhuǎn)動位置的一個值；以及電子檢測裝置，用于檢測模擬指示裝置的位置，其中該測量儀組件還兼容于電子檢測系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的系統(tǒng)包括一個儲罐；一個用于在儲罐內(nèi)移動而安裝的浮子件；一個模擬顯示器；機械連接裝置，用于響應(yīng)浮子件的位置而控制模擬顯示器；電子檢測裝置，機械地連接于機械連接裝置，用于檢測模擬顯示器的位置；以及監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測從電子檢測裝置接收的信息。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的方法包括以下步驟將機械液面測量儀安裝到儲罐；機械校準(zhǔn)液面測量儀同時校準(zhǔn)機械地連接于機械液面測量儀的電子檢測裝置；利用液面測量儀檢測儲罐內(nèi)的液量；以及利用電子檢測裝置檢測儲罐內(nèi)的液量。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面的用于檢測儲罐內(nèi)的液量的套件包括具有可以指示儲罐灌裝線的機械顯示器的機械測量儀；機械地連接于機械測量儀的電子傳感器；以及用于將電子傳感器連接于個人計算機的計算機接口裝置。
本發(fā)明的這些和其他各種優(yōu)點和新穎特征具體表示在構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附權(quán)利要求書中。但是，為了更好地理解本發(fā)明、它的優(yōu)點、以及通過應(yīng)用而實現(xiàn)的目的，應(yīng)當(dāng)參考構(gòu)成本發(fā)明的另一部分的附圖以及所附的說明部分，其中示意并說明了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例構(gòu)造的測量儀的透視圖，示出其在儲罐上的安裝位置；圖2表示圖1中的測量儀和儲罐的局部部分截面圖；圖3表示圖1和2中的測量儀的另一個截面圖；圖4是根據(jù)圖1到3構(gòu)造的測量儀中的齒輪組的一部分的概略圖；以及圖5是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的另一部分的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中相同的標(biāo)號表示相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，具體參照圖1，用于可灌裝諸如石油產(chǎn)品的液體產(chǎn)品14的儲罐12的測量儀組件10通過使用構(gòu)造并設(shè)置為浮動在液體產(chǎn)品14的上表面的浮子件18來檢測灌裝線16。如圖1所示，測量儀組件10包括一個細(xì)線22，它具有優(yōu)選地由如圖3所示的夾持機構(gòu)80連接于浮子件18的末端20。
現(xiàn)在參照圖3，可以看到細(xì)線22穿經(jīng)限定在測量儀組件10的外殼32內(nèi)的開口26。細(xì)線22卷繞在滾筒24上，該滾筒24安裝為在外殼32內(nèi)轉(zhuǎn)動，如圖2和3所示。偏壓機構(gòu)28用于沿第一轉(zhuǎn)動方向偏壓滾筒24，將細(xì)線22卷繞在滾筒24上，從而偏壓機構(gòu)28將趨于把浮子件18拉向外殼32，從而為了精確保持細(xì)線22張緊。優(yōu)選地，偏壓機構(gòu)28包括一個恒力彈簧30。
現(xiàn)在參見圖1，可以看到測量儀組件10優(yōu)選地包括一個鐘面，它具有按照十二計數(shù)系統(tǒng)沿其周圍標(biāo)示的距離標(biāo)記36，用來表示英尺和英寸，而不是小時和分鐘。小針38安裝為在鐘面34上轉(zhuǎn)動來表示英尺，大針也安裝為在鐘面34上轉(zhuǎn)動來表示英寸。大針和小針38、40都通過齒輪組54機械地連接于滾筒24，將在下面詳細(xì)說明該齒輪組54。
如圖2-4所示，齒輪組54包括機械地連接于滾筒24以隨著滾筒24轉(zhuǎn)動的第一小齒輪56。如圖4所示，第二小齒輪58定位為由第一小齒輪56驅(qū)動。小于第二小齒輪58的第三小齒輪60與第二小齒輪58同軸安裝以隨著第二小齒輪58轉(zhuǎn)動。連接第四小齒輪62用于隨著鐘面34上的小針38轉(zhuǎn)動。連接第五小齒輪64用于隨著鐘面34上的大針40轉(zhuǎn)動。第四小齒輪62大于第五小齒輪64，并且嚙合為由第三小齒輪60驅(qū)動。第五小齒輪64嚙合為由第二小齒輪58驅(qū)動。分別由第三小齒輪60和第四小齒輪62、第二小齒輪58和第五小齒輪64提供的不同減速比將確保當(dāng)小針38沿鐘面34轉(zhuǎn)動一周時大針40沿鐘面34的圓周轉(zhuǎn)動十二次。
如圖3所示，電子檢測裝置110由一個機械連接機構(gòu)機械地連接于齒輪組54，該機械連接機構(gòu)包括一個由第四小齒輪62驅(qū)動的惰輪106以及一個由惰輪106驅(qū)動的小齒輪108。該機械連接機構(gòu)可以以多種不同方式中的任何一種進行工作，所有這些方式都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。該優(yōu)選實施例中的電子檢測裝置110是一個相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置，最優(yōu)選地是一個多向轉(zhuǎn)動(multirotational)電位計。可選地，電子檢測裝置110可以構(gòu)造為一個可變電容、一個可變感應(yīng)器、或者任何其他的具有可變電屬性的相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置。
如圖5所示，電子檢測裝置110構(gòu)造并布置為與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PC卡124電連通，該模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PC卡124安裝在個人計算機116中，該個人計算機116包括諸如顯示器的顯示器118以及諸如鍵盤或鼠標(biāo)的輸入裝置120。如圖1所示，多芯電纜86含有連接電子檢測裝置110和個人計算機116的電線。測量儀組件10和模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PC卡124優(yōu)選地作為一個套件122與用于將模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PC卡124的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換為有關(guān)地面儲罐的灌裝狀態(tài)的信息的軟件一起銷售給用戶，其中有關(guān)地面儲罐的灌裝狀態(tài)的信息由個人計算機116顯示。電纜86中的電信號的電流和電壓水平優(yōu)選地保持為本領(lǐng)域所公知的“真正安全”，從而將點燃易燃液體或蒸氣的危險控制到最小。
個人計算機116優(yōu)選地運行Windows操作系統(tǒng)，并且配置在套件122中的軟件允許操作者輸入諸如地面儲罐已經(jīng)充滿以及儲罐中的燃油的類別，例如柴油或汽油的數(shù)據(jù)的信息。當(dāng)將測量儀組件10安裝到地面儲罐之內(nèi)并將模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器PC卡124和軟件安裝到個人計算機116內(nèi)之后，軟件首先請求操作者輸入將被檢測的儲罐的相關(guān)信息，例如儲罐的高度和長度。軟件將提供儲罐內(nèi)的燃油液面的直觀顯示，并且將向操作著指示什么時候液面處于臨界低值或者什么時候過量灌裝。也可以定量地顯示液面，例如升或加侖。
操作時，電子檢測裝置110將由中央處理器116監(jiān)測，由電子檢測裝置110指示的電子值可以由中央處理器116檢測到作為儲罐12內(nèi)的具體液面或體積的指示。為了校準(zhǔn)該電子檢測系統(tǒng)，操作者僅僅需要如上所述校準(zhǔn)人工系統(tǒng)，將鐘式測量儀的位置調(diào)整到已知值，并且利用輸入裝置120輸入該已知值。當(dāng)使用該系統(tǒng)時，該電子檢測系統(tǒng)可以校驗鐘式測量儀的精度并可以進一步用于遠(yuǎn)程檢測體積，例如通過位于遠(yuǎn)離儲罐12數(shù)英里的遠(yuǎn)程服務(wù)中心設(shè)備。
本發(fā)明進一步包括利用本發(fā)明的電子裝置110改型現(xiàn)有機械測量儀的方法。
但是，應(yīng)當(dāng)理解，盡管在上文說明了本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點以及本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能，但所揭示內(nèi)容僅僅是示例性的，可以在本發(fā)明的原理范圍內(nèi)最大程度地進行改變，尤其是部件的形狀、尺寸和布置，本發(fā)明的原理由所附權(quán)利要求書寬泛表示。
權(quán)利要求
1.一種用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的測量儀組件，包括一個外殼；一個浮子件；一個連接于所述浮子件的細(xì)線；一個可轉(zhuǎn)動地安裝在所述外殼內(nèi)的線軸件，所述線軸件用于放出所述細(xì)線；位于所述外殼上的模擬指示裝置，用于顯示對應(yīng)于所述線軸件的轉(zhuǎn)動位置的一個值；以及電子檢測裝置，用于檢測所述模擬指示裝置的位置，其中所述測量儀組件還兼容于電子檢測系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的測量儀組件，其特征在于，所述模擬指示裝置包括具有指針的鐘式顯示器。
3.如權(quán)利要求1所述的測量儀組件，其特征在于，所述模擬指示裝置還包括機械地設(shè)置在一個模擬顯示器和所述線軸件之間的齒輪組，并且所述電子檢測裝置機械地連接于所述齒輪組。
4.如權(quán)利要求3所述的測量儀組件，其特征在于，所述電子檢測裝置包括非獨立電源。
5.如權(quán)利要求4所述的測量儀組件，其特征在于，所述電子檢測裝置包括具有可變電屬性的相關(guān)于位置的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的測量儀組件，其特征在于，所述電子檢測裝置包括電位計。
7.如權(quán)利要求5所述的測量儀組件，其特征在于，所述電子檢測裝置包括可變電容。
8.如權(quán)利要求5所述的測量儀組件，其特征在于，所述電子檢測裝置包括可變感應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求5所述的測量儀組件，其特征在于，所述相關(guān)于位置的裝置是相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的測量儀組件，其特征在于，所述相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置是多向轉(zhuǎn)動的。
11.一種用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的系統(tǒng)，包括一個儲罐；一個用于在所述儲罐內(nèi)移動而安裝的浮子件；一個模擬顯示器；機械連接裝置，用于響應(yīng)所述浮子件的位置而控制所述模擬顯示器；電子檢測裝置，機械地連接于所述機械連接裝置，用于檢測所述模擬顯示器的位置；以及監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測從所述電子檢測裝置接收的信息。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子檢測裝置包括非獨立電源。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子檢測裝置包括具有可變電屬性的相關(guān)于位置的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子檢測裝置包括電位計。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子檢測裝置包括可變電容。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電子檢測裝置包括可變電容。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相關(guān)于位置的裝置是相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述相關(guān)于轉(zhuǎn)動位置的裝置是多向轉(zhuǎn)動的。
19.一種用于測量儲罐或類似容器內(nèi)的液量的方法，包括以下步驟(a)將機械液面測量儀安裝到儲罐；(b)機械校準(zhǔn)液面測量儀同時校準(zhǔn)機械地連接于機械液面測量儀的電子檢測裝置；(c)利用液面測量儀檢測儲罐內(nèi)的液量；以及(d)利用電子檢測裝置檢測儲罐內(nèi)的液量。
20.一種用于檢測儲罐內(nèi)的液量的套件，包括具有可以指示儲罐灌裝線的機械顯示器的機械測量儀；機械地連接于所述機械測量儀的電子傳感器；以及用于將所述電子傳感器連接于個人計算機的計算機接口裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的套件，其特征在于，所述計算機包括一個PC卡。
22.如權(quán)利要求21所述的套件，其特征在于，所述PC卡包括模擬到數(shù)字PC卡。
23.如權(quán)利要求20所述的套件，進一步包括用于個人計算機的軟件。
24.如權(quán)利要求23所述的套件，其特征在于，所述軟件構(gòu)造并設(shè)置為處理從所述計算機接口裝置接收的信息。
全文摘要
特別應(yīng)用于石油產(chǎn)品的液面測量儀組件具有一個螺紋圓柱形突出，它能夠快速安裝到儲罐上。測量儀組件通過測量浮子件經(jīng)細(xì)線的位移來操作，其中細(xì)線穿經(jīng)測量儀組件的外殼內(nèi)的相應(yīng)開口。接頭連接于細(xì)線的位于外殼外部的自由端。開口尺寸確定為防止接頭穿過，這樣防止細(xì)線完全回縮到外殼內(nèi)。測量儀組件還包括電子液面或體積檢測系統(tǒng)。
文檔編號G01F23/44GK1542413SQ0315853
公開日2004年11月3日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者R·邁克爾·韋布, R 邁克爾 韋布 申請人:韋布發(fā)展公司